CN111561796A - 一种蒸发器及其冰箱化霜装置 - Google Patents

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    • F25B2339/02—Details of evaporators

Abstract

本发明公开了一种蒸发器及其冰箱化霜装置，涉及冰箱化霜技术领域。本发明包括制冷管路和散热翅片；制冷管路表面与所述散热翅片表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料；石墨烯散热浆料的涂层厚度范围为1‑30μm；石墨烯散热浆料涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为2：3。本发明通过将石墨烯散热浆料涂覆在蒸发器制冷管道、散热翅片上，使得表面涂覆石墨烯散热浆料的蒸发器在化霜期间增强了其对化霜加热器热量的吸收能力，具有不仅提高了能源的利用效率还降低了产品的能耗的优点。

Description

一种蒸发器及其冰箱化霜装置
技术领域
本发明属于冰箱化霜技术领域，特别是涉及一种蒸发器及其冰箱化霜装置。
背景技术
冰箱化霜是冰箱控制系统中尤其是风冷冰箱控制系统中必须考虑的问题。冰箱正常制冷时，由于蒸发器温度较低，一般为-30℃左右，而周围空气温度相对较高，则空气中的水蒸气会逐渐在蒸发器表面凝结成霜层。若霜层过厚将导致制冷效率下降，能耗上升。目前，市面上的无霜冰箱一般采用在翅片蒸发器底部安装钢管加热器来进行化霜的方式。此种化霜利用的是钢管加热器通电加热，通过热辐射及热对流的方式将钢管加热器的热量传递给霜层。其中热辐射的热量传递效果与吸收热量物体的表面材质有关。对于吸收热量的物体而言，颜色越深吸收热量越多，颜色越浅吸收热量越少。行业目前所用翅片蒸发器其表面颜色为银白色，对热量的吸收能力较差，因此，导致翅片蒸发器的化霜速度较慢，能耗较高。
中国专利《制冷设备》，公开号为CN209399639U；该专利中的加热盘包括第二电发热层、第二绝缘导热层和第二绝缘隔热层，所述第二电发热层为石墨烯加热膜。该技术方案中，在箱胆和蒸发器之间安装了加热板，缩短加热源与霜层之间的距离；其中存在未改善吸热物体本身吸收热量的能力的不足之处。
中国专利《一种用于冰箱化霜的免加热器》，公开号为CN208704264U；该专利中的加热器本体由下至上依次设置有绝缘传热层、发热层和绝缘支撑层；所述绝缘传热层的上表面热合有发热层；所述发热层为纳米石墨烯加热膜。该技术方案中，蒸发器底部的加热管换成加热面；其中存在蒸发器底部较窄，换成加热面后效果不明显的不足之处。
中国专利《冰箱的化霜控制方法、冰箱的化霜控制装置和冰箱》，公开号为CN106288613A；该专利的一种冰箱的化霜控制方法包括：当冰箱满足化霜条件时，判断压缩机是否处于停机状态；如果压缩机处于停机状态，记录压缩机的第一停机时长；控制压缩机正常运行第一预定时长后再次停机；控制冰箱进入自然化霜模式运行第一停机时长后，使加热器工作直至化霜结束。该技术方案中，通过进入化霜前压缩机所处的不同状态确定运行那种化霜模式。两种化霜模式的区别在于压缩机运行时间和自然化霜的时间不同；其中存在加热化霜期间，能源利用率改善程度较低的不足之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发器及其冰箱化霜装置，通过将石墨烯散热浆料涂覆在蒸发器制冷管道、散热翅片上，使得表面涂覆石墨烯散热浆料的蒸发器在化霜期间增强了其对化霜加热器热量的吸收能力，具有不仅提高了能源的利用效率还降低了产品的能耗的优点。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种蒸发器，包括制冷管路和散热翅片；所述制冷管路上固定有散热翅片；所述制冷管路表面与所述散热翅片表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料；即仅制冷管路表面涂覆有石墨烯散热浆料或者仅散热翅片表面涂覆有石墨烯散热浆料或者制冷管路表面和所述散热翅片表面均涂覆有石墨烯散热浆料；
石墨烯本身为灰黑色物质，对热量有很好的吸收能力；同时又由于石墨烯具有比金属铝更好的导热性能，可以将吸收的热量很快的传递给周围的霜层，因此可以将其应用于冰箱的翅片蒸发器化霜，可以改善目前化霜速度慢，能耗高的问题；
将石墨烯散热浆料涂覆在整个制冷管路、散热翅片表面。制冷管路的作用是将低温制冷剂的热量释放到冰箱箱体中，金属翅片的作用是增加散热面积，加快制冷剂热量的释放。
进一步地，所述石墨烯散热浆料的涂层厚度范围为1-30μm。
进一步地，所述石墨烯散热浆料的涂层厚度范围为5-15μm；其中石墨烯散热浆料的涂层厚度根据冰箱的具体情况而定，一般达到的技术效果较佳的涂层厚度范围为5-15μm。
进一步地，所述石墨烯散热浆料的涂层厚度范围为8-12μm。
进一步地，所述石墨烯散热浆料涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为1：(1-5)；其中涂覆石墨烯散热浆料的蒸发器面积占整个蒸发器的面积比根据冰箱的具体情况而定，一般设置为1:1或1:2或1:3或2:3等。
进一步地，还包括：
钢管加热器，作为发热源对所述制冷管路和所述散热翅片上的霜层进行化霜；
温度传感器，采集蒸发器周围的空气温度的数据信息；为采集判断其化霜功能退出所需的条件中的温度数据信息；
控制板，控制钢管加热器的运行开关；
温度熔断器，当温度达到一定值时，熔断器自动熔断；
所述温度熔断器串联固定在钢管加热器上，所述控制板分别与钢管加热器、温度传感器电线连接。
进一步地，所述冰箱化霜装置的化霜步骤如下：
SS01、进入化霜步骤后首先停止压缩机、风扇电机等相关电器件的工作；
SS02、控制板控制钢管加热器为通电状态，钢管加热器通过通电加热进行升温，从而对蒸发器表面的霜层进行化霜；
SS03、化霜期间，温度传感器实时检测温度数据信息，温度数据信息不断上升，同时控制板对化霜加热的时间进行累计；
SS04、直至化霜传感器的温度达到某一预设温度时，便断开加热器电源，停止加热；或累计化霜时间达到某一预设时长时，便断开加热器电源，停止加热；
SS05、等待一段时间，此时蒸发器上的水滴会聚集流动，最后落到箱体外的接水盘中；
SS06、一段时间后，滴水时间结束，冰箱根据当前状态进入正常制冷步骤。
进一步地，所述涂覆的步骤为：
步骤一、除去基材表面的污渍、油渍、锈渍；
步骤二、喷涂前先将涂料搅拌均匀；
步骤三、使用喷涂设备对蒸发器喷涂，保证涂料完全遮盖样品表面；
步骤四、在200-300摄氏度的烘烤箱内固化20min。
该涂覆的工艺相对于薄膜方法，薄膜方法受限于蒸发器的制作工艺，薄膜方法对原有的生产工艺改动较大，且制作工艺流程较为复杂；而本发明的涂覆的工艺则无需对原有的生产工艺改动较大，且制作工艺流程较为简单，极大的降低了生产成本和人工成本。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将石墨烯散热浆料涂覆在蒸发器制冷管道、散热翅片上，使得表面涂覆石墨烯散热浆料的蒸发器在化霜期间增强了其对化霜加热器热量的吸收能力，具有不仅提高了能源的利用效率还降低了产品的能耗的优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种蒸发器中制冷管路表面涂覆有石墨烯散热浆料的截面示意图；
图2为本发明的一种蒸发器中散热翅片表面涂覆有石墨烯散热浆料的截面示意图；
图3为本发明的一种蒸发器的冰箱化霜装置的化霜加热步骤运行流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-制冷管路，2-散热翅片，3-石墨烯散热浆料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
请参阅图1-3所示，本发明为一种蒸发器，包括制冷管路1和散热翅片2；制冷管路1上固定有散热翅片2；制冷管路1表面与散热翅片2表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料3；即仅制冷管路1表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者仅散热翅片2表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者制冷管路1表面和散热翅片2表面均涂覆有石墨烯散热浆料3；
石墨烯本身为灰黑色物质，对热量有很好的吸收能力；同时又由于石墨烯具有比金属铝更好的导热性能，可以将吸收的热量很快的传递给周围的霜层，因此可以将其应用于冰箱的翅片蒸发器化霜，可以改善目前化霜速度慢，能耗高的问题。
优选地，石墨烯散热浆料3的涂层厚度范围为10μm。
优选地，石墨烯散热浆料3涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为1：1；其中涂覆石墨烯散热浆料3的蒸发器面积占整个蒸发器的面积比根据冰箱的具体情况而定，一般设置为1:1或1:2或1:3或2:3等。
优选地，还包括：
钢管加热器，作为发热源对制冷管路1和散热翅片2上的霜层进行化霜；
温度传感器，采集蒸发器周围的空气温度的数据信息；为采集判断其化霜功能退出所需的条件中的温度数据信息；温度传感器放置在蒸发器组件的左上方；化霜加热退出温度设定为8℃；
控制板，控制钢管加热器的运行开关；
温度熔断器，当温度达到一定值时，熔断器自动熔断；温度熔断器的作用是当化霜控制系统出现问题，通电加热后无法断开加热器电源，当温度达到一定值时，熔断器熔断，断开加热器电源，停止加热；
温度熔断器串联固定在钢管加热器上，控制板分别与钢管加热器、温度传感器电线连接。
优选地，冰箱化霜装置的化霜步骤如下：
SS01、进入化霜步骤后首先停止压缩机、风扇电机等相关电器件的工作；
SS02、控制板控制钢管加热器为通电状态，钢管加热器通过通电加热进行升温，从而对蒸发器表面的霜层进行化霜；
SS03、化霜期间，温度传感器实时检测温度数据信息，温度数据信息不断上升，同时控制板对化霜加热的时间进行累计；
SS04、直至化霜传感器的温度达到某一预设温度时，便断开加热器电源，停止加热；或累计化霜时间达到某一预设时长时，便断开加热器电源，停止加热；
SS05、等待一段时间，此时蒸发器上的水滴会聚集流动，最后落到箱体外的接水盘中；
SS06、一段时间后，滴水时间结束，冰箱根据当前状态进入正常制冷步骤。
优选地，涂覆的步骤为：
步骤一、除去基材表面的污渍、油渍、锈渍；
步骤二、喷涂前先将涂料搅拌均匀；
步骤三、使用喷涂设备对蒸发器喷涂，保证涂料完全遮盖样品表面；
步骤四、在200-300摄氏度的烘烤箱内固化20min。
该涂覆的工艺相对于薄膜方法，薄膜方法受限于蒸发器的制作工艺，薄膜方法对原有的生产工艺改动较大，且制作工艺流程较为复杂；而本发明的涂覆的工艺则无需对原有的生产工艺改动较大，且制作工艺流程较为简单，极大的降低了生产成本和人工成本。
实施例二
请参阅图1-3所示，本发明为一种蒸发器，包括制冷管路1和散热翅片2；制冷管路1上固定有散热翅片2；制冷管路1表面与散热翅片2表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料3；即仅制冷管路1表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者仅散热翅片2表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者制冷管路1表面和散热翅片2表面均涂覆有石墨烯散热浆料3；
石墨烯本身为灰黑色物质，对热量有很好的吸收能力；同时又由于石墨烯具有比金属铝更好的导热性能，可以将吸收的热量很快的传递给周围的霜层，因此可以将其应用于冰箱的翅片蒸发器化霜，可以改善目前化霜速度慢，能耗高的问题。
优选地，石墨烯散热浆料3的涂层厚度范围为15μm，其中石墨烯散热浆料3的涂层厚度根据冰箱的具体情况而定。
优选地，石墨烯散热浆料3涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为1：3；其中涂覆石墨烯散热浆料3的蒸发器面积占整个蒸发器的面积比根据冰箱的具体情况而定，一般设置为1:1或1:2或1:3或2:3等。
优选地，还包括
钢管加热器，作为发热源对制冷管路1和散热翅片2上的霜层进行化霜；
温度传感器，采集蒸发器周围的空气温度的数据信息；为采集判断其化霜功能退出所需的条件中的温度数据信息；温度传感器放置在蒸发器组件的左上方；化霜加热退出温度设定为8℃；
控制板，控制钢管加热器的运行开关；
温度熔断器，当温度达到一定值时，熔断器自动熔断；温度熔断器的作用是当化霜控制系统出现问题，通电加热后无法断开加热器电源，当温度达到一定值时，熔断器熔断，断开加热器电源，停止加热；
温度熔断器串联固定在钢管加热器上，控制板分别与钢管加热器、温度传感器电线连接。
优选地，冰箱化霜装置的化霜步骤如下：
SS01、进入化霜步骤后首先停止压缩机、风扇电机等相关电器件的工作；
SS02、控制板控制钢管加热器为通电状态，钢管加热器通过通电加热进行升温，从而对蒸发器表面的霜层进行化霜；
SS03、化霜期间，温度传感器实时检测温度数据信息，温度数据信息不断上升，同时控制板对化霜加热的时间进行累计；
SS04、直至化霜传感器的温度达到某一预设温度时，便断开加热器电源，停止加热；或累计化霜时间达到某一预设时长时，便断开加热器电源，停止加热；
SS05、等待一段时间，此时蒸发器上的水滴会聚集流动，最后落到箱体外的接水盘中；
SS06、一段时间后，滴水时间结束，冰箱根据当前状态进入正常制冷步骤。
实施例三
请参阅图1-3所示，本发明为一种蒸发器，包括制冷管路1和散热翅片2；制冷管路1上固定有散热翅片2；制冷管路1表面与散热翅片2表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料3；即仅制冷管路1表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者仅散热翅片2表面涂覆有石墨烯散热浆料3或者制冷管路1表面和散热翅片2表面均涂覆有石墨烯散热浆料3；
石墨烯本身为灰黑色物质，对热量有很好的吸收能力；同时又由于石墨烯具有比金属铝更好的导热性能，可以将吸收的热量很快的传递给周围的霜层，因此可以将其应用于冰箱的翅片蒸发器化霜，可以改善目前化霜速度慢，能耗高的问题。
优选地，石墨烯散热浆料3的涂层厚度范围为25μm，其中石墨烯散热浆料3的涂层厚度根据冰箱的具体情况而定。
优选地，石墨烯散热浆料3涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为2：3；其中涂覆石墨烯散热浆料3的蒸发器面积占整个蒸发器的面积比根据冰箱的具体情况而定，一般设置为1:1或1:2或1:3或2:3等。
优选地，还包括
钢管加热器，作为发热源对制冷管路1和散热翅片2上的霜层进行化霜；
温度传感器，采集蒸发器周围的空气温度的数据信息；为采集判断其化霜功能退出所需的条件中的温度数据信息；温度传感器放置在蒸发器组件的左上方；化霜加热退出温度设定为8℃；
控制板，控制钢管加热器的运行开关；
温度熔断器，当温度达到一定值时，熔断器自动熔断；温度熔断器的作用是当化霜控制系统出现问题，通电加热后无法断开加热器电源，当温度达到一定值时，熔断器熔断，断开加热器电源，停止加热；
温度熔断器串联固定在钢管加热器上，控制板分别与钢管加热器、温度传感器电线连接。
优选地，冰箱化霜装置的化霜步骤如下：
SS01、进入化霜步骤后首先停止压缩机、风扇电机等相关电器件的工作；
SS02、控制板控制钢管加热器为通电状态，钢管加热器通过通电加热进行升温，从而对蒸发器表面的霜层进行化霜；
SS03、化霜期间，温度传感器实时检测温度数据信息，温度数据信息不断上升，同时控制板对化霜加热的时间进行累计；
SS04、直至化霜传感器的温度达到某一预设温度时，便断开加热器电源，停止加热；或累计化霜时间达到某一预设时长时，便断开加热器电源，停止加热；
SS05、等待一段时间，此时蒸发器上的水滴会聚集流动，最后落到箱体外的接水盘中；
SS06、一段时间后，滴水时间结束，冰箱根据当前状态进入正常制冷步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种蒸发器，包括制冷管路(1)和散热翅片(2)；所述制冷管路(1)上固定有散热翅片(2)；其特征在于：所述制冷管路(1)表面与所述散热翅片(2)表面的两者中至少一种表面涂覆有石墨烯散热浆料(3)。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)的涂层厚度范围为1-30μm。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)的涂层厚度范围为5-15μm。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)的涂层厚度范围为8-12μm。
5.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为1：(1-3)。
6.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为2：3。
7.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于，所述石墨烯散热浆料(3)涂覆在蒸发器上的面积与整个蒸发器的面积比例范围为1：(3-5)。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种蒸发器的冰箱化霜装置，其特征在于，还包括：
钢管加热器，作为发热源对所述制冷管路(1)和所述散热翅片(2)上的霜层进行化霜；
温度传感器，采集蒸发器周围的空气温度的数据信息；
控制板，控制钢管加热器的运行开关；
温度熔断器，当温度达到一定值时，熔断器自动熔断；
所述温度熔断器串联固定在钢管加热器上，所述控制板分别与钢管加热器、温度传感器电线连接。
9.根据权利要求8所述的一种蒸发器的冰箱化霜装置，其特征在于，所述冰箱化霜装置的化霜步骤如下：
SS01、进入化霜步骤后首先停止压缩机、风扇电机等相关电器件的工作；
SS02、控制板控制钢管加热器为通电状态，钢管加热器通过通电加热进行升温，从而对蒸发器表面的霜层进行化霜；
SS03、化霜期间，温度传感器实时检测温度数据信息，温度数据信息不断上升，同时控制板对化霜加热的时间进行累计；
SS04、直至化霜传感器的温度达到某一预设温度时，便断开加热器电源，停止加热；
或累计化霜时间达到某一预设时长时，便断开加热器电源，停止加热；
SS05、等待一段时间，此时蒸发器上的水滴会聚集流动，最后落到箱体外的接水盘中；
SS06、一段时间后，滴水时间结束，冰箱根据当前状态进入正常制冷步骤。
10.如权利要求1-7任意一项所述的一种蒸发器的冰箱化霜装置，其特征在于，所述涂覆的步骤为：
步骤一、除去基材表面的污渍、油渍、锈渍；
步骤二、喷涂前先将涂料搅拌均匀；
步骤三、使用喷涂设备对蒸发器喷涂，保证涂料完全遮盖样品表面；
步骤四、在200-300摄氏度的烘烤箱内固化20min。
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